串聯(lián)補償裝置電氣設(shè)計與實現(xiàn)

佟圓圓　閻珉

摘要：串聯(lián)補償裝置在眾多電氣設(shè)計領(lǐng)域中都有著非常廣泛應(yīng)用，本文就是對串聯(lián)補償裝置電氣設(shè)計與實現(xiàn)進(jìn)行深入分析，希望對相關(guān)人員有所啟示。

關(guān)鍵詞：串聯(lián)；補償裝置；電氣設(shè)計；實現(xiàn)

1.2可控串聯(lián)補償裝置的作用分析

我國南方建設(shè)的電網(wǎng)是非常復(fù)雜的，采用了交流電、直流電混合電力系統(tǒng)，會遠(yuǎn)距離的將大量電力能源運輸至負(fù)荷中心，傳輸端會設(shè)置多個電源以及交流電、直流電傳輸通道，系統(tǒng)運行方式存在著較大的差異性，系統(tǒng)運行中會存在地區(qū)振蕩模式或者是區(qū)間低頻振蕩模式。西電東送通道建設(shè)是為了滿足我國東部區(qū)域為電力能源的需求，這一通道同時也是低頻振蕩的主要振蕩途徑。本文研究研究中以天生橋一平果雙匯交流線路作為主要的研究對象，在該線路進(jìn)線側(cè)進(jìn)行了可控串聯(lián)補償裝置安裝，從而對區(qū)間振蕩情況進(jìn)行有效控制，避免區(qū)間振蕩對系統(tǒng)運行安全性、穩(wěn)定性造成不良影響。

2.串聯(lián)補償裝置的電氣設(shè)計分析

本文研究的平果串聯(lián)補償裝置的總?cè)萘看_定為800MVA，在天生橋一平果雙回交流線路的每一條回路上都進(jìn)行了串聯(lián)補償裝置的安裝，每套裝置的容量確定為400MVA，固定容量為350MVA，可控容量為50MVA。從總體層面進(jìn)行分析，串聯(lián)補償達(dá)到了百分之四十，其中固定串聯(lián)補償為百分之三十五，可控串聯(lián)補償為百分之五。需要注重的是固定和可控部分都被技術(shù)人員裝置于同一平臺上，固定和可控部分在該平臺上應(yīng)用母線進(jìn)行串聯(lián)。固定和可控部分處于同時運行狀態(tài)中，但是需要滿足二者獨立運行的需求，所以無論是在固定部門還是在可控部分旁路都需要進(jìn)行斷路器設(shè)備的安裝。為了保證串聯(lián)補償裝置發(fā)生不良故障問題中，可以將串聯(lián)補償裝置從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中退出，對裝置進(jìn)行故障排查和檢修，避免對線路電力能源供應(yīng)的連續(xù)性造成不良干擾，在串聯(lián)補償裝置兩端的接入線路位置需要進(jìn)行隔離開關(guān)的安裝，并且在其旁路也需要進(jìn)行隔離開關(guān)的設(shè)置。

平果可控串補站電氣主接線見圖1。圖中C1～C2為串聯(lián)電容器；v為晶閘管閥；D3為電抗器；D1～D2為限流和阻尼元件；MOVl～MOV2為金屬氧化物避雷器；S為火花放電間隙；CBl～CB2為旁路斷路器；G1～G2～G3為隔離開關(guān)。

3.串聯(lián)補償裝置的實現(xiàn)

3.1串聯(lián)電容器

本文研究中選用的電容器型號確定為EX-7Li。該電容器的主要技術(shù)參數(shù)為以下內(nèi)容：電容器設(shè)備每相的額定電阻阻值為29.2，設(shè)備的額定電流值為2000A，其額定電壓為58.4kV。電容器設(shè)備自身重量達(dá)到了82千克，電容器制作選用的是雙管套結(jié)構(gòu)，四個電容器元件進(jìn)行串聯(lián)，十五個電容器元件進(jìn)行并聯(lián)最終構(gòu)成一個電容器單元。可控部分電容器參數(shù)要求較高，可控部分每項額定電阻阻值確定為4.15，其額定電流要比電容器額定電流高出200A，額定電壓為9.13kV，重量達(dá)到了88千克。同樣選用的是雙套管結(jié)構(gòu)，三個電容器元件進(jìn)行串聯(lián)，二十個電容器元件進(jìn)行并聯(lián)最終完成一個電容器單元的組建。電容器組在運行過程中，其中一個電容器設(shè)備出現(xiàn)了不良故障問題，對整個電容器組的運行不會造成嚴(yán)重干擾，電容器組建設(shè)中應(yīng)用熔斷器設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。電容器單元運行電壓與最大保護(hù)動作電壓相等時，存在故障問題的電容器單元會從回路中進(jìn)行剔除，避免電容箱的絕緣受到不良影響而被擊穿。

3.2晶閘管閥和電抗器

電抗器的技術(shù)參數(shù)，電抗值為2.1mH，75C下的損耗為17.5kW，重量為2170kg。晶閘管閥與電抗器串聯(lián)一控制電流相角。受到有效控制的電流流入到主電容器電路中，這種情況會使得輸電系統(tǒng)的容抗程度得到提升。如果輸電線路實際運行中出現(xiàn)了不良故障問題，技術(shù)人員可以應(yīng)用光觸發(fā)技術(shù)連續(xù)性的觸發(fā)晶閘管閥。

3.3限流和阻尼元件

限流和阻尼元件可以對電容器設(shè)備放電電流進(jìn)行有效控制，從而保證電容器設(shè)備以及斷路器設(shè)備可以長期處于健康穩(wěn)定運行狀態(tài)中，將其具有的重要作用良好發(fā)揮出來。限流和阻尼元件設(shè)計要求為以下內(nèi)容：D限制電容器的最大峰值放電電流使其小于100倍電容器額定電流；旁路斷路器的關(guān)合沖擊電流小于其允許值；保護(hù)間隙的沖擊電流小于其允許值（一般取100kA）；能快速阻尼電容器的放電電流，采用阻尼電阻時，放電電流波峰值宜小于此前同極性峰值的一半；間隙或斷路器動作后，MOV能耗很快停止上升；阻尼元件的長期運行電流與電容器額定電流相當(dāng)；在電容器旁路和隨后的持續(xù)運行中，阻尼元件應(yīng)有足夠的熱容量～確保阻尼元件的自身安全。

4.結(jié)束語

為在電力網(wǎng)中更好地推廣應(yīng)用串補技術(shù)加快其國產(chǎn)化的進(jìn)程應(yīng)開展藝下串補技術(shù)的研究：串補站主要電氣設(shè)備的設(shè)計；各設(shè)備的絕緣配合；串補裝置系統(tǒng)性能；線路斷路器暫態(tài)恢復(fù)電壓。相關(guān)科研人員還需要不斷加強研究力度，使得我國串聯(lián)補償技術(shù)可以發(fā)展到一個新的高度，從而為了良好的為電力領(lǐng)域發(fā)展而服務(wù)。